﹝口引﹞﹝口朵﹞類N醣基轉移酵素的化學酵素法在酵素機制與藥物生合成之研究

Abstract

天然二次代謝物為結構複雜且多樣生物活性的有機分子。..類配醣體(Indolocarbazole glycosides)為結構特殊的成員，且帶有多樣的醣分子修飾。其特殊的化學骨架使..類配醣體具有 廣泛的生物活性，如抗菌、抗腫瘤與抗癌等重要生物活性。例如Rebeccamycin 可抑制拓樸異構.(DNA Topoisomerase I)的DNA 切割或其激.(Kinase)之活性，其衍生物已進到抗癌與抗腫瘤之臨床試驗。 星狀孢菌素(Staurosporine)亦屬此類，已被證實可抑制重要生理相關之各種蛋白質激.，具抗腫瘤 之功效。自然界生物合成含醣..類天然物過程中，N-醣基轉移酵素(N-Glycosyltransferase)扮演 催化醣基連結的關鍵性步驟，使其成熟而具有活性。由於醣基具有多樣官能基，可與生物或生理作用 的目標形成精確的分子認知作用，使醣基的種類與結構官能性成為生物活性與效力的重要決定因子。 因此可以組合式設計的方式，利用N-醣基轉移酵素將各類醣基連結至..類醣.上。為此，對酵素之 分子反應機制、動力學及結構的研究與洞悉便非常重要。所得資訊亦極有助於酵素的蛋白質工程研 究，用以轉接任意不同的醣基結構於各類醣.上，作為藥物研發與醫學治療用。 本計畫針對Rebeccamycin、Staurosporine 及K252a 等三種..類配醣體進行試管內生化功能與 分子反應機制之研究。將相關基因進行選殖，異體表現並大量純化其酵素蛋白質，以各種醣.與二磷 酸核.醣之組合作功能性活性測試，並進行下列研究：(一)各受質組合之動力學研究，並研究結構與 活性關係(二)針對未具反應性之受質類似物(醣基或醣.)進行抑制動力學，以瞭解控制受質專一性的 分子認知因子(三)以定點突變法鑑識保留性胺基酸之可能生化功能(四)催化合成之新型..類配醣 體可用於生物活性測試，以初步評估抑制活性。 天然有機分子至今依然是藥用研發的重要物質與靈感來源。二次代謝物配醣體已被證實能治療各 類疾病與嚴重的致病微生物感染。如今癌症病例遽增且多重藥物抗藥性問題日趨嚴重，迫切須要發展 更多且少副作用之治療藥劑，而..類配醣體為深具研發潛力之天然物。然而，至今對生物合成此類 天然物之重要N-醣基轉移酵素之試管內功能、催化機制與結構卻仍一無所知；且對此類醣基轉移酵素 家族之蛋白質結構與演化之所知甚少，本計畫研究目的即在深入研究此類酵素，以為將來發展..類 配醣體成為醫療製劑之應用。